JP2020060392A - Pre-treatment kit, medicinal toxicant screening pre-treatment kit, analysis sample preparation method, and analysis method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、前処理用キット、薬毒物スクリーニング前処理用キット、分析用試料の調製方法および分析方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pretreatment kit, a pretreatment kit for drug / toxic substance screening, a method for preparing an analytical sample, and an analytical method.
食品中の残留農薬や生体試料における薬毒物等の物質は、クロマトグラフィや質量分析等により検出される。これらの物質を試料から抽出するための前処理として、QuEChERS法やその改良法等が行われている。これらの方法では、試料に有機溶媒および塩を加え、塩析により試料に含まれていた夾雑成分を除去する(非特許文献1参照)。 Substances such as pesticide residues in foods and drug poisons in biological samples are detected by chromatography, mass spectrometry and the like. As a pretreatment for extracting these substances from a sample, the QuEChERS method, an improved method thereof, and the like are performed. In these methods, an organic solvent and a salt are added to a sample, and a contaminant component contained in the sample is removed by salting out (see Non-Patent Document 1).
QuEChERS法やその改良法等に用いられるキット等は、少なくとも500μLの試料があることを前提にしており、得られる試料が少ないと効率よく分析ができない場合があった。 The kit and the like used for the QuEChERS method and its improved method are premised on the presence of at least 500 μL of sample, and efficient analysis may not be possible if the number of obtained samples is small.
本発明の好ましい実施形態による前処理用キットは、クロマトグラフィおよび質量分析の少なくとも一つに供する試料の前処理用キットであって、前記試料を含む溶液の塩析を行うための化合物が配置された容器を備え、前記容器の容量は、10mLよりも小さい。
さらに好ましい実施形態では、前記容器の容量は、200μL以上であり5mLより小さい。
さらに好ましい実施形態では、複数の前記容器を備える。
さらに好ましい実施形態では、前記化合物は塩を含む。
さらに好ましい実施形態では、前記試料はタンパク質を含み、前記化合物は、前記塩析により前記タンパク質を除去するためのものである。
さらに好ましい実施形態では、前記化合物は、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、クエン酸三ナトリウム、クエン酸水素二ナトリウムおよび酢酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも一つの分子である。
本発明の好ましい実施形態による薬毒物スクリーニング前処理用キットは、上述の前処理用キットを備える。
本発明の好ましい実施形態による分析用試料の調製方法は、クロマトグラフィおよび質量分析の少なくとも一つに供する分析用試料の調製方法であって、試料を含む溶液の塩析を行うための化合物が配置され、その容量が10mLよりも小さい容器を用意することと、前記容器に、少なくとも有機溶媒および試料を加え、混合することと、前記混合により得られた溶液を遠心分離することとを備える。
本発明の好ましい実施形態による分析方法は、上述の分析用試料の調製方法により分析用試料を調製することと、前記分析用試料の分析を行うことと、を備える。
さらに好ましい実施形態では、前記分析は、ガスクロマトグラフィ、液体クロマトグラフィ、質量分析、ガスクロマトグラフィ/質量分析、または、液体クロマトグラフィ/質量分析である。
A pretreatment kit according to a preferred embodiment of the present invention is a pretreatment kit for a sample to be subjected to at least one of chromatography and mass spectrometry, in which a compound for salting out a solution containing the sample is arranged. A container is provided, and the capacity of the container is less than 10 mL.
In a more preferred embodiment, the volume of the container is 200 μL or more and less than 5 mL.
In a further preferred embodiment, a plurality of said containers are provided.
In a more preferred embodiment, the compound comprises a salt.
In a more preferred embodiment, the sample comprises a protein and the compound is for removing the protein by the salting out.
In a more preferred embodiment, said compound is at least one molecule selected from the group consisting of magnesium sulfate, sodium chloride, trisodium citrate, disodium hydrogen citrate and sodium acetate.
The pretreatment kit for drug toxicity screening according to a preferred embodiment of the present invention includes the pretreatment kit described above.
A method for preparing an analytical sample according to a preferred embodiment of the present invention is a method for preparing an analytical sample to be subjected to at least one of chromatography and mass spectrometry, in which a compound for salting out a solution containing the sample is arranged. Preparing a container having a volume of less than 10 mL, adding at least an organic solvent and a sample to the container, mixing them, and centrifuging the solution obtained by the mixing.
An analysis method according to a preferred embodiment of the present invention comprises preparing an analysis sample by the above-described method for preparing an analysis sample, and analyzing the analysis sample.
In a further preferred embodiment, the analysis is gas chromatography, liquid chromatography, mass spectrometry, gas chromatography / mass spectrometry, or liquid chromatography / mass spectrometry.
本発明によれば、塩析を利用したQuEChERS法やその改良法等の前処理を、試料の量が少ない場合でも効率よく行うことができる。 According to the present invention, pretreatment such as the QuEChERS method utilizing salting out and its improved method can be efficiently performed even when the amount of the sample is small.
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。 Embodiments for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
−第1実施形態−
図1は、本実施形態の前処理用キットを示す概念図である。前処理用キット1は、試料を含む溶液の塩析のための化合物11が格納された複数の容器(以下、前処理用容器と呼ぶ)10を備える。前処理用容器10は、前処理用容器本体12と、蓋部13とを備える。
なお、前処理用キット1は、前処理で用いられるその他の物品を含んでもよい。
-First Embodiment-
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a pretreatment kit of this embodiment. The
The
前処理用キット1は、クロマトグラフィおよび質量分析の少なくとも一つを用いた分析の前処理を行うためのキットである。この分析としては、ガスクロマトグラフィ、液体クロマトグラフィ、MALDIまたはPESIを用いた質量分析、ガスクロマトグラフィ/質量分析(以下、GC/MSと呼ぶ)および液体クロマトグラフィ/質量分析(以下、LC/MSと呼ぶ)が前処理により得られた液体試料を分析する上で好ましい。ここで、MALDIとは、マトリックス支援レーザー脱離イオン化の略であり、PESIとは、探針エレクトロスプレーイオン化(Probe ElectroSpray Ionization)の略である。前処理用キット1は、複数回の分離により試料の各成分を精度よく検出できるGC/MSおよびLC/MSの前処理に用いることがより好ましい。
The
好適には、前処理用キット1は、生物または再構成系等に由来する生体試料の分析の前処理を行うためのキットである。この生体試料は、タンパク質を含むことが好ましく、前処理用キット1は塩析により当該生体試料の除タンパクを行うためのキットであることが好ましい。前処理用キット1はQuEChERS法やその改良法を行うためのキットであることがより好ましい。前処理用キット1は、法医学や捜査における薬毒物や食品中の残留農薬等の薬毒物のスクリーニングの前処理に用いられる薬毒物スクリーニング前処理用キットであることがさらに好ましい。
Suitably, the
前処理用容器10の容量は、10mLより小さい。前処理用容器10の容量は、5mLよりも小さいことが好ましく、3mLよりも小さいことがさらに好ましく、2.5mLよりも小さいことがより一層好ましい。前処理用容器10の容量が小さい程、少ない量の試料で分析を行う際の前処理に適した容器となり、また、不必要に大きくないため、保管の際に占める空間を節約することができる。
The volume of the
さらに、発明者は、前処理容器10の容量が小さい程、撹拌の効果が高くなることを見出した。従って、前処理用キット1は、ビーズを備えなくてよい。これにより、前処理用キット1の製造を容易にし、製造コストを下げることができる。
なお、ビーズを配置しない場合よりも、より確実に試料を混合できる可能性があるため、前処理用容器10にステンレスビーズ等のビーズを配置してもよい。
Furthermore, the inventor has found that the smaller the volume of the
Since there is a possibility that the sample can be mixed more reliably than when beads are not arranged, beads such as stainless beads may be arranged in the
前処理用容器10の容量が小さすぎると、分析に必要な量の溶液を収容できなかったり、取扱いが難しくなるため、前処理用容器10の容量は200μL以上が好ましく、500μL以上がより好ましい。
If the volume of the
前処理用容器10の形状は、特に限定されず、蓋部13が前処理用容器本体12と一体として形成されていてもよいし、蓋部13と前処理用容器本体12とが切り離された複数の部品としてそれぞれ形成されていてもよい。また、前処理用容器10は、他の前処理用容器10と一体として形成されていてもよく、例えば8連チューブのように所定の個数の前処理用容器10ごとに、前処理用容器本体12または蓋部13が一体として形成されていてもよい。
The shape of the
図1には、前処理用容器10が24個示されているが、前処理用キット1に含まれる前処理用容器10の個数は特に限定されない。当該個数は1以上であり、2以上が好ましく、5以上がより好ましく、10以上がより一層好ましく、20以上がさらに好ましい。前処理用キット1に含まれる前処理用容器10の個数が多い程、化合物11が格納された前処理用容器10を購入等して補充するための作業を減らすことができる。
Although 24
前処理用キット1に含まれる前処理用容器10の個数が多すぎると、保管期間が長くなって化合物11の活性が減少したり、あるいは保管する空間を広くとる必要があり他の物品を収納する空間が狭くなる等の問題が発生するため、当該個数は、適宜1000以下または500以下等にすることができる。
If the number of the
前処理用容器10に配置された化合物11は、試料を含む溶液の塩析を行うための化合物である。化合物11は、前処理用容器10に溶液が加えられた際に、塩析を起こし、後述の分析が所望の精度で行える程度に夾雑成分を除去するだけの十分な濃度の塩の溶液が得られるものであれば特に限定されない。化合物11は、塩を含むことが好ましい。
The
好適には、化合物11は、無水硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、クエン酸三ナトリウム、クエン酸水素二ナトリウムおよび酢酸ナトリウムの少なくとも一つを含む。化合物11は、クエン酸三ナトリウム、クエン酸水素二ナトリウムおよび酢酸ナトリウムのからなる群から選択される少なくとも一つの緩衝剤を含むことが好ましい。緩衝剤は試料を含む溶液のpHの変化を抑制し、分析対象の成分を安定化することができる。
Suitably,
化合物11は固体状態でそれぞれの前処理用容器10に格納されていることが品質管理上好ましいが、溶媒に溶解されて格納されてもよい。
The
前処理用キット1では、化合物11が前処理用容器10に小分けにされ配置されているため、化合物11を秤量し容器に配置する手間を省き、迅速に前処理を行うことができる。特に、試料が少ないと必要な化合物11の量も少なく秤量が難しい場合もあるが、そのような場合でも前処理用キット1を用いれば精度よく前処理を行うことができる。
In the
化合物11を含む前処理用容器10の製造方法は特に限定されない。固体状態の化合物11を秤量してそれぞれの前処理用容器10に配置してもよいし、適当な溶媒を用いて化合物11を所定の濃度で含む溶液を調製した後、ピペットや分注装置等を用いて所定の量の当該溶液をそれぞれの前処理用容器10に分注して適宜乾燥させてもよい。
The method for producing the
(分析用試料の調製方法)
図2は、前処理用キット1を用いた分析用試料の調製方法を示す概念図である。図2では、試料Sの分析対象の成分は水性溶媒よりも有機溶媒に親和性が高く、有機溶媒に当該成分を抽出する場合を例に説明する。
(Method for preparing sample for analysis)
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a method for preparing an analytical sample using the
ステップS1001では、化合物11が配置された前処理用容器10と、試料Sとが用意される。試料Sは前処理用容器10に配置される。図2では、試料Sは溶液に分散され、ピペットP1により当該溶液が前処理用容器10に分注される点を示したが、分注の方法は特に限定されない。また、試料Sは固体のまま前処理用容器10に配置されてもよい。ステップS1001が終了したら、ステップS1002が開始される(矢印A1)。
In step S1001, the
ステップS1002では、試料Sおよび化合物11を含む前処理用容器10に有機溶媒が加えられる。有機溶媒を構成する物質は特に限定されず、例えばアセトニトリル等を用いることができる。図2では、ピペットP2により有機溶媒が分注されているが、有機溶媒の分注の方法は特に限定されない。試料Sを含む溶液S1に含まれる水の量が十分でない場合には、適宜水を加えることが好ましい。さらに、所定の量の不図示の内部標準が試料Sを含む溶液S1に加えられる。ステップS1002が終了したら、ステップS1003が開始される(矢印A2)。
なお、試料S、有機溶媒、水および内部標準を前処理用容器10に加える順序は特に限定されない。
In step S1002, an organic solvent is added to the
The order of adding the sample S, the organic solvent, water, and the internal standard to the
ステップS1003では、試料Sを含む溶液S1が撹拌される。試料Sと、化合物11と、水と、有機溶媒と、内部標準とが混合され、試料Sを含む溶液S1が塩析に供される。試料Sに元々含まれていたタンパク質等の夾雑成分は、塩析により析出する。撹拌の方法は特に限定されず、ボルテックスミキサー等を用いて行うことができる。撹拌後の溶液は、遠心分離機により遠心分離に供される。遠心分離の方法は特に限定されず、例えば10000rpm、10分間等の条件で行うことができる。ステップS1003が終了したら、ステップS1004が開始される(矢印A3)。
In step S1003, the solution S1 containing the sample S is stirred. The sample S, the
ステップS1004では、遠心分離の上清Snが抽出される。ステップS1003の遠心分離の後、有機溶媒の層(上清Sn)に試料Sの分析対象の成分が抽出され、夾雑成分等は水層にまたは沈殿として存在している。上清Snの抽出方法は特に限定されず、ピペット等を用いて行うことができる。ステップS1004が終了したら、ステップS1005が開始される(矢印A4)。
なお、ステップS1003の遠心分離により得られた溶液に、第1級および第2級アミン(PSA)、グラファイトカーボン、硫酸マグネシウムならびにC18の少なくとも一つを加えて分散固相抽出を行ってもよい。PSAは糖、脂肪酸、有機酸および色素の除去に、グラファイトカーボンおよびC18は無極性夾雑物の除去に、硫酸マグネシウムは水分の除去にそれぞれ有効である。
In step S1004, the supernatant Sn of centrifugation is extracted. After the centrifugation in step S1003, the analysis target component of the sample S is extracted into the organic solvent layer (supernatant Sn), and the contaminant components and the like are present in the aqueous layer or as a precipitate. The method for extracting the supernatant Sn is not particularly limited and can be performed using a pipette or the like. When step S1004 ends, step S1005 starts (arrow A4).
The solid phase extraction may be performed by adding at least one of primary and secondary amines (PSA), graphite carbon, magnesium sulfate and C18 to the solution obtained by the centrifugation in step S1003. PSA is effective in removing sugars, fatty acids, organic acids and pigments, graphite carbon and C18 are effective in removing non-polar impurities, and magnesium sulfate is effective in removing water.
ステップS1005では、上清Snが分析用試料として調製され分析に供される。上清Snはクロマトグラフィおよび質量分析の少なくとも一つに供される。上清Snは分析用試料として分析装置に導入される他、MALDIによる質量分析を行う場合は、上清Snにマトリックスが加えられて結晶状の分析用試料が調製され、イオン化に供される。 In step S1005, the supernatant Sn is prepared as a sample for analysis and provided for analysis. The supernatant Sn is subjected to at least one of chromatography and mass spectrometry. The supernatant Sn is introduced into the analyzer as a sample for analysis, and when performing mass spectrometry by MALDI, a matrix is added to the supernatant Sn to prepare a crystalline sample for analysis, and the sample is provided for ionization.
本実施形態に係る分析用試料の調製方法は、クロマトグラフィおよび質量分析の少なくとも一つに供する分析用試料の調製方法であって、試料Sを含む溶液S1の塩析を行うための化合物11が配置され、その容量が10mLよりも小さい前処理用容器10を用意することと、前処理用容器10に、水性溶媒、有機溶媒またはこれらの混合液、ならびに試料Sを加え、混合することと、混合により得られた溶液を遠心分離することとを備える。これにより、前処理用キット1の利点を生かし、塩析を利用したQuEChERS法やその改良法等の前処理を、少ない量の試料で行う場合でも効率よく行うことができる。
The method for preparing an analytical sample according to the present embodiment is a method for preparing an analytical sample to be subjected to at least one of chromatography and mass spectrometry, in which a
本実施形態に係る分析方法は、本実施形態に係る分析用試料の調製方法により分析用試料を調製することと、当該分析用試料の分析を行うことと、を備える。これにより、前処理用キット1の利点を生かし、塩析を利用したQuEChERS法やその改良法等の前処理を伴う分析を、少ない量の試料でも効率よく行うことができる。
The analysis method according to the present embodiment includes preparing an analysis sample by the method for preparing an analysis sample according to the present embodiment, and analyzing the analysis sample. As a result, the advantages of the
本発明は上記実施形態の内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 The present invention is not limited to the contents of the above embodiment. Other aspects that are conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included within the scope of the present invention.
以下に、ビーズの有無による試料の回収率への影響を検討した実施例を示すが、本発明は下記の実施例の具体的な数値や分析条件等に限定されるものではない。 The following is an example in which the influence of the presence or absence of beads on the sample recovery rate was examined, but the present invention is not limited to the specific numerical values and analysis conditions of the following examples.
前処理において、ベンゾジアゼピン系化合物34種類を塩析のための混合前に加えた場合と混合後に加えた場合とにおけるマススペクトルのピーク面積に基づいて回収率を算出した。前処理用容器に直径3mmのビーズ(3個)を配置した場合と配置していない場合とで回収率の比較を行った。
<1.前処理>
硫酸マグネシウムおよび酢酸ナトリウムからなる塩100mgを2.0mLの容量のチューブに配置した。ステンレスビーズを含むチューブと含まないチューブとを作成した。これらのチューブにアセトニトリル270μL、内部標準を含む混合液を30μL、蒸留水200μLを加え、ボルテックスミキサーで混合した。混合により得られた溶液に10μg/μLジアゼパム−d5を2μL加え、全血を100μL加えてボルテックスミキサーで混合した。混合により得られた溶液を10000rpm、10分間の条件で遠心分離した。
In the pretreatment, the recovery rate was calculated based on the peak area of the mass spectrum in the case where 34 kinds of benzodiazepine compounds were added before mixing for salting out and the case where they were added after mixing. The recovery rates were compared between the case where beads (3 pieces) having a diameter of 3 mm were arranged in the pretreatment container and the case where they were not arranged.
<1. Pretreatment>
100 mg salt consisting of magnesium sulfate and sodium acetate was placed in a 2.0 mL tube. A tube containing stainless beads and a tube not containing stainless beads were prepared. To these tubes, 270 μL of acetonitrile, 30 μL of a mixed solution containing an internal standard, and 200 μL of distilled water were added, and mixed with a vortex mixer. To the solution obtained by mixing, 2 μL of 10 μg / μL diazepam-d5 was added, and 100 μL of whole blood was added and mixed with a vortex mixer. The solution obtained by mixing was centrifuged at 10,000 rpm for 10 minutes.
<2.LC/MS>
遠心分離により得られた上清を以下の条件で液体クロマトグラフィ/タンデム質量分析に供した。
液体クロマトグラフィの条件
分析カラム:Kinetex XB−C18(Phenomenex)(内径2.1mm、長さ100mm、粒径2.6μm)、ガードカラム:Security Guard Ultra(Phenomenex)(内径2.1mm用)、注入量:1μL、カラム温度:40℃、移動相:(A)10mMギ酸アンモニウム+0.1%ギ酸水溶液;(B)10mMギ酸アンモニウム+0.1%ギ酸メタノール溶液、流速:0.3mL/min。
<2. LC / MS>
The supernatant obtained by centrifugation was subjected to liquid chromatography / tandem mass spectrometry under the following conditions.
Liquid Chromatography Conditions Analytical column: Kinetex XB-C18 (Phenomenex) (internal diameter 2.1 mm, length 100 mm, particle size 2.6 μm), guard column: Security Guard Ultra (Phenomenex) (internal diameter 2.1 mm),
質量分析の条件
温度:脱溶媒管(Desolvation Line;DL)温度:250℃、ヒートブロック温度:400℃、インターフェイス温度:300℃。ガス流量:ネブライザーガス流量:2L/min、ドライングガス流量:10L/min、ヒーティングガス流量:10L/min。
Conditions for mass spectrometry Temperature: Desolvation line (DL) temperature: 250 ° C, heat block temperature: 400 ° C, interface temperature: 300 ° C. Gas flow rate: nebulizer gas flow rate: 2 L / min, drying gas flow rate: 10 L / min, heating gas flow rate: 10 L / min.
図3は、分析の結果を示す表である。ステンレスビーズを加えた場合と加えない場合で回収率に有意な差は観察されなかった。 FIG. 3 is a table showing the results of the analysis. No significant difference in recovery was observed with and without the addition of stainless beads.
1…前処理用キット、10…前処理用容器、11…化合物、S…試料、S1…試料を含む溶液、Sn…上清。 1 ... Pretreatment kit, 10 ... Pretreatment container, 11 ... Compound, S ... Sample, S1 ... Solution containing sample, Sn ... Supernatant.
Claims (10)
前記試料を含む溶液の塩析を行うための化合物が配置された容器を備え、
前記容器の容量は、10mLよりも小さい前処理用キット。 A kit for pretreatment of a sample to be subjected to at least one of chromatography and mass spectrometry, comprising:
A container for arranging a compound for salting out a solution containing the sample,
A pretreatment kit having a capacity of less than 10 mL.
前記容器の容量は、200μL以上であり5mLより小さい前処理用キット。 The pretreatment kit according to claim 1,
A pretreatment kit having a capacity of 200 μL or more and less than 5 mL.
複数の前記容器を備える前処理用キット。 The pretreatment kit according to claim 1 or 2,
A pretreatment kit comprising a plurality of the containers.
前記化合物は塩を含む前処理用キット。 The pretreatment kit according to any one of claims 1 to 3,
The compound is a pretreatment kit containing a salt.
前記試料はタンパク質を含み、
前記化合物は、前記塩析により前記タンパク質を除去するためのものである前処理用キット。 The pretreatment kit according to any one of claims 1 to 4,
The sample comprises protein,
The compound is a pretreatment kit for removing the protein by the salting out.
前記化合物は、硫酸マグネシウム、塩化ナトリウム、クエン酸三ナトリウム、クエン酸水素二ナトリウムおよび酢酸ナトリウムからなる群から選択される少なくとも一つの分子である前処理用キット。 The pretreatment kit according to any one of claims 1 to 5,
The pretreatment kit, wherein the compound is at least one molecule selected from the group consisting of magnesium sulfate, sodium chloride, trisodium citrate, disodium hydrogen citrate and sodium acetate.
試料を含む溶液の塩析を行うための化合物が配置され、その容量が10mLよりも小さい容器を用意することと、
前記容器に、少なくとも有機溶媒および試料を加え、混合することと、
前記混合により得られた溶液を遠心分離することと
を備える分析用試料の調製方法。 A method for preparing an analytical sample for use in at least one of chromatography and mass spectrometry, comprising:
Preparing a container for arranging a compound for salting out a solution containing a sample, the volume of which is smaller than 10 mL;
Adding at least an organic solvent and a sample to the container and mixing;
A method for preparing an analytical sample, which comprises centrifuging the solution obtained by the mixing.
前記分析用試料の分析を行うことと、
を備える分析方法。 Preparing an analytical sample by the method for preparing an analytical sample according to claim 8;
Performing an analysis of the analytical sample,
An analysis method comprising.
前記分析は、ガスクロマトグラフィ、液体クロマトグラフィ、質量分析、ガスクロマトグラフィ/質量分析、または、液体クロマトグラフィ/質量分析である分析方法。 The analysis method according to claim 9,
The analysis method is gas chromatography, liquid chromatography, mass spectrometry, gas chromatography / mass spectrometry, or liquid chromatography / mass spectrometry.
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